Лекция 16
Тема 5.2. Несимметричные короткие замыкания
При несимметричном КЗ ток КЗ может быть как больше так и меньше тока трехфазного КЗ. Несимметричный ток КЗ рассчитывают для выбора и проверки параметров релейной защиты (чувствительности). В основу расчетов положен метод симметричных составляющих. Он состоит в замене 3-х несимметричных величин тремя системами, каждая из которых состоит из 3-х симметричных величин.
Достаточно знать симметричные составляющие только одной фазы, тогда можно получить и остальные.
а) Допустим известны А1 А2 А0
б) Если известны 3 вектора несимметричной составляющей, то их можно разложить на симметричные.
Двухфазное КЗ возникает при появлении прямой обратной последовательности. Однофазное и трехфазное КЗ на землю – возникает появление всех 3-х последовательностей. Сопротивление элементов различно для каждой последовательности и токи создают также различные падения напряжения.
Во время трехфазного систематического
КЗ все напряжения в точке КЗ равны нулю.
Но при несимметричном КЗ, например при
однофазном на землю, суммарное напряжение
фазы
=
0, а напряжение отдельных последовательностей
отлично от нуля.
Сопротивление КЗ.
Прямая последовательность:
r1, x1, z1 – также как и в расчете трехфазного КЗ.
Сопротивление обратной последовательности
r2, x2, z2 . Для статических элементов цепи: z2=z1, x2 = x1 , r2 = r1 -они равны прямой последовательности (трансформаторы, реакторы, ЛЭП).
Для генераторов и двигателей они отличаются и определяются по справочнику.
Сопротивление нулевой последовательностиr0, x0, z0.
Для воздушных ЛЭП: r0=(3..8)r1
|
|
Наименование |
|
3,5 |
Одноцепные без защитного троса |
|
2 |
Одноцепные с защитным тросом |
|
5,5 |
Двухцепные без защитного троса |
|
3 |
Двухцепные с защитным тросом |
Кабельные линии трехжильные:
Реактор:
Синхронные машины:
Сопротивление нулевой последовательности трансформатора зависит от режима его нейтрали и расположения точки КЗ по отношению к этому трансформатору.
Составление схем замещения различных последовательностей
Схемы составляются доя одной фазы, но раздельно для всех последовательностей.
Прямая последовательность. Схема аналогична схеме для 3-х фазного КЗ
Обратная последовательность. Схема аналогична схеме прямой последовательности за исключением ЭДС
Нулевая последовательность.
Составляется при КЗ на землю. Составление схемы начинается от точки, где возникла не симметрия, считая, что в ней все фазы замкнуты между собой накоротко и приложено напряжение прямой последовательности.
Если нейтраль трансформатора заземлена через сопротивление, то оно включается в схему нулевой последовательности, но утроенным.
После составления этих схем они преобразуются по известным правилам, и определяются эквивалентные сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательности.
Расчет токов и напряжений КЗ.
Схему преобразуют к простейшему виду
и определяют суммарное сопротивление
каждой последовательности. Абсолютный
ток поврежденной фазы
для любого вида КЗ определяют через ток
прямой последовательности.
n-индекс вида КЗ
К(n)- коэффициент пропорциональности
-суммарное
сопротивление до точки КЗ
Начальное значение периодической составляющей тока в именованных единицах:
Определение периодической составляющей точки КЗ для момента времени. Определение по кривым.
Фазное напряжение вместе КЗ определяется с использованием метода симметричных составляющих. Значение симметричных составляющих определяется по формулам
Двухфазный:
Двухфазный на землю:
Методы ограничения токов КЗ
В современных мощных электроустановках часто токи КЗ велики, что приводит к необходимости или устанавливать мощное элекрооборудование, устойчивое к большим токам КЗ, что очень дорого, либо ограничивать токи КЗ с целью применения более дешевого оборудования.
Существует 3 метода ограничения:
секционирование
применение трансформаторов с расширенной обмоткой
применение токоограчивающих реакторов
Реактор имеет дополнительное сопротивление, поэтому начальное напряжение на шинах в первом случае.